题目内容

【题目】如图,由某种粗细均匀的总电阻为的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B=1T中。一接入电路电阻为的导体棒PQ,长度为L=0.5m在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v=1m/s匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中:()

A. PQ两点间电势差绝对值的最大值为0.5V,且P、Q两点电势满足

B. 导体棒PQ产生的感应电动势为0.5V,电流方向从QP

C. 线框消耗的电功率先增大后减小

D. 线框消耗的电功率先减小后增大

【答案】BC

【解析】根据数学知识可知,PQ位于中点时,外电阻最大,最大值为:R=40××=10

AB.导体棒由靠近ad边向bc边匀速滑动的过程中,产生的感应电动势E=BLv=0.5V,保持不变,外电路总电阻先增大后减小,PQ中电流先减小后增大,PQ两端电压为路端电压,由U=EIR,可知PQ两端的电压先增大后减小,当导体棒运动到中点时,电压最大,最大电压为由右手定则可以判断,电流方向从QP,A错误,B正确

CD. 线框作为外电路,总电阻最大值为R=10等于内阻从最左端达到中间位置的过程中,导体棒PQ上的电阻先大于线框的外电阻达到中点位置时等于线框外电阻再移动再大于线框的外电阻线框消耗的电功率先增大后减小,故C正确D错误

故选:BC.

练习册系列答案
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【题目】在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。图12甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为BD型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

(1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;

(2)尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间;

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